Versteinertes Holz, fossiles Holz, ist die Bezeichnung für eine besondere Art von Fossilien von Landpflanzen. Es ist das Ergebnis der Permineralisierung von Bäumen, die durch diesen Prozess in Steine verwandelt wurden. Alle organischen Stoffe des Baumes wurden in Mineralien umgewandelt, insbesondere Silikate wie Quarz, aber die ursprüngliche Holzstruktur blieb erhalten. Im Gegensatz zu anderen Fossilien, die oft nur Abdrücke sind, handelt es sich hier um eine dreidimensionale Darstellung des ursprünglichen organischen Materials. Der Versteinerungsprozess findet unterirdisch statt, wo das Holz unter Sedimenten begraben ist, die es vor dem Sauerstoffmangel schützen, der das Holz sonst zersetzen würde. Das Mineralwasser, das durch die Sedimente fließt, speichert Mineralien in den Zellen der Pflanze, und wenn das Lignin und die Zellulose in der Pflanze schwächer werden, bildet sich Stein auf der Pflanze.
In der Regel dauert es hundert Jahre, bis das Holz versteinert, bevor es sich zersetzen kann.